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Antonio Soares da Silva Alexssandra Juliane Vaz Aula 6 A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo Geologia Aplicada à Geografia 156 Meta da aula Apresentar a tectônica do planeta Terra, as teorias e as confirmações da dinâmica das placas tectônicas. Objetivos Esperamos que, ao final desta aula, você seja capaz de: 1. conceituar a deriva continental; 2. identificar as principais placas tectônicas; 3. correlacionar a tectônica de placas e eventos metamórficos. Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 157 INTRODUÇÃO Todos nós sabemos que o Sol é o grande responsável pelos fenômenos que ocorrem na superfície do planeta Terra e na atmosfera. Entretanto, quando o assunto é o interior do planeta, seus efeitos são pouco expressivos. Nesta aula, vamos fazer uma viagem ao interior da Terra. E, para que você compreenda a dinâmica interna do nosso planeta, vamos voltar a estudar a tectônica de placas, considerando as diferentes camadas da Terra: a crosta, o manto e o núcleo (conforme exposto na Aula 1). Porém, é importante destacar as dificuldades na realização de estudos no interior da Terra, devido à inacessibilidade das observações diretas. A tecnologia ainda não criou mecanismos capazes de enfrentar as altas pressões e temperaturas do interior do planeta. Por isso, todo o conhecimento produzido sobre a temperatura interior da Terra está limitado a dados obtidos através de furos de sondagem feitos na crosta, no interior das minas. Até o presente, o furo mais profundo atingiu doze quilômetros (feito em Koala, na Rússia). Preparado para seguir viagem? Tectonismo Conforme visto na primeira aula, o calor do interior da Terra aumenta à medida que a profundidade também aumenta (gradiente térmico). Entretanto, a sismologia descobriu que o núcleo interior da Terra é sólido, caso contrário, o crescente aumento de temperatura verificado com a profundidade faria com que todo o material fosse fundido. O fluxo geotérmico (transporte de calor) dentro de uma camada da Terra é o produto da variação da temperatura com a profundidade, pela condutividade térmica das rochas ali presentes. Esse fluxo de calor pode variar de acordo com a composição, a idade e a natureza do material das rochas e dos processos que ocorrem logo abaixo delas. A sismologia estuda a estrutura da Terra, desde a superfície até o seu núcleo, para compreender os mecanismos envolvidos na tectônica global do nosso planeta. Geologia Aplicada à Geografia 158 O transporte de calor pode ocorrer por dois processos: condução e convecção. A condução é um processo lento, no qual ocorre a transferência de energia entre uma molécula e suas vizinhas, particularmente nas matérias sólidas. Já a convecção é um processo rápido que provoca movimento de massa e ocorre nos corpos fluidos do núcleo externo e do manto. Todo esse movimento é consequência e, de certa forma, causa da injeção de matéria e calor na superfície, produzindo grandes transformações, algumas delas de maneira catastrófica (terremotos e vulcanismo), enquanto outras sequer são percebidas (orogenia). Orogenia é o conjunto de processos que levam à formação ou ao rejuvenescimento de mon- tanhas ou cadeias de montanhas. Sua área de atuação é marcada pela ocorrência frequente de sismos e pela presença abundante de vulcões. Essas transformações – terremotos, vulcanismos e orogenia – são resultado dos movimentos da crosta terrestre. A crosta terrestre, ou litosfera, é uma camada de terra e rochas irregulares, sendo composta por placas tectônicas que não são fixas, porque ficam sobre o magma (rocha fundida de alta temperatura). Essas placas dão à litosfera terrestre a aparência de um grande quebra-cabeça, em que as peças se encaixam. As placas estão em constante movimento e exercem pressão umas contra as outras. Assim, as bordas das placas tectônicas se chocam ou se afastam, devido ao deslocamento que sofrem em variadas direções. São contadas dez grandes placas tectônicas: Placa Eurasiática, Placa Arábica, Placa Africana, Placa Australiana-indiana, Placa do Pacífico, Placa Sul-americana, Placa Norte-americana, Placa http://pt.wikipedia.org/wiki/Sismo http://pt.wikipedia.org/wiki/Vulc%C3%A3o Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 159 Antártica, Placa Filipina e Placa Nazca (Figura 6.1). Também existem várias outras placas menores, tais como a Placa do Caribe, a Placa das Filipinas, a Placa Scotia, a Placa de Cocos e a Placa Juan de Fuca. Mas nem sempre foi assim. Figura 6.1: Mosaico de placas tectônicas. As setas indicam a direção do movimento. Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Placas_tect2_pt_BR.svg Ao longo das eras geológicas, as placas tectônicas se uniram e se separaram em vários momentos, formando configurações continentais muito diferentes daquela que temos hoje. Em um desses momentos, na passagem do Proterozoico para o Fanerozoico, teve início uma aglutinação dos continentes. Nessa época (540 milhões de anos atrás), foi formado o supercontinente denominado Pangea. A Figura 6.2 mostra as massas continentais unidas. Observe que o formato dos continentes atuais ainda não estava completamente definido, mas já é possível perceber alguns contornos. http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Placas_tect2_pt_BR.svg Geologia Aplicada à Geografia 160 Figura 6.2: O megacontinente Pangea era constituído pelos continentes Laurásia e Gondwana. Fonte: Modificado de Toledo et al. (2000). Mas essa não foi a primeira vez que as massas continentais se uniram. Há indícios de que esse fenômeno ocorreu diversas outras vezes na história do planeta. Entretanto, as dimensões e os formatos dessas massas continentais eram muito diferentes. A Pangea (pan = todo e gea = terra) teria ini- ciado a sua formação por volta de 540 milhões de anos e durou todo o Paleozoico. A fragmen- tação ocorreu durante o Mesozoico e continua até os dias atuais. Ainda durante o Proterozoico, há cerca de 1,1 bilhões de anos, outro supercontinente foi formado, Rondínia. Poucos percebem, entretanto, que as massas de terra continentais que, provavelmente, colidiram para formar supercontinentes, tenham se despedaçado várias vezes no passado. Durante a época de formação da Pangea, foram for- mados vários depósitos glaciais, indicando que a Terra foi mergulhada em uma grande idade do gelo, Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 161 e isso se refletiu nas diversas extinções em massa de que falamos na Aula 5. Para mais informações e para ter acesso a animações, visite a página do Serviço Geológico dos Estados Unidos: http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/ index.html Para ter acesso a uma animação que mostra a for- mação da Pangea, acesse o link: http://geomaps. wr.usgs.gov/parks/pltec/pangea.html A Deriva Continental Se observarmos a porção leste do mapa da América do Sul e a porção oeste do mapa do continente africano, é possível verificar uma nítida semelhança no formato dos dois continentes, como um encaixe perfeito entre as peças de um quebra-cabeça. Essa observação, levantada por Francis Bacon em 1620, foi a primeira evidência de que os continentes estiveram unidos no passado. Mas foi somente no início do século XX que a teoria da tectônica de placas surgiu, em decorrrência das ideias revolucionárias apresentadas anteriormente pelo alemão Alfred Wegener. Alfred Wegener A formação inicial de Alfred Wegener foi Astronomia. No entanto, era visível seu interesse pela Geofísica, tornando-se profundo conhecedor de ciências emergentes como a Meteorologia e Climatologia. Wegener demonstrou que o clima e as litologias coincidiam mesmo que separados pelos oceanos. Depoisde encontrar vestígios de sementes arbóreas tropicais na Groenlândia, concluiu que isso http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/index.html http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/index.html http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/pangea.html http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/pangea.html Geologia Aplicada à Geografia 162 somente poderia ocorrer devido ao deslocamento dos continentes. No entanto, ele não sabia explicar a razão pela qual os continentes se moviam e, a princípio, os geólogos, especialmente os norte- americanos, desprezaram as suas ideias. Só se convenceram quando foram descobertas rochas magnéticas de idades diferentes que apontavam para direções diferentes e não apenas para o Polo Norte magnético. A melhor explicação para essas variações era o movimento dos continentes. Estava aí o início da comprovação da Teoria da Deriva Continental. De acordo com a teoria de Wegener, havia um supercontinente, que ele denominou de Pangea, que teria iniciado sua fragmentação há cerca de 220 milhões de anos (Triássico), quando os dinossauros ainda habitavam a Terra. Segundo essa teoria, a fragmentação originou dois continentes: Laurásia e Gondwana. As principais evidências da deriva dos continentes apresentada por Wegener foram a presença de fósseis comuns no Brasil e na África e a evidência de glaciações em lugares como o sudeste brasileiro, o sul da África e o oeste da Austrália. A teoria desenvolvida por Wegener ficou esquecida após a sua morte (1930) e só voltou à tona durante a Segunda Guerra Mundial, com as tecnologias militares desenvolvidas para localizar submarinos no fundo dos mares. Isso possibilitou o traçado de mapas detalhados do relevo do fundo oceânico, mostrando um ambiente geologicamente mais ativo do que se imaginava até então. Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 163 Seguindo essa lógica, entre as décadas de 1950 e 1960, a Geocronologia trouxe novas informações sobre a idade das rochas oceânicas e o estudo do seu magnetismo. Assim, a deriva dos continentes passou a ser estudada com mais seriedade. Logo em seguida, o norte-americano Harry Hess apresentou a hipótese da expansão do fundo oceânico, em que apontava que essas estruturas estariam relacionadas a processos de convecção do interior da Terra. Biogeografia e Deriva Continental: a Linha Wallace A chamada Linha Wallace foi estabelecida pelo geógrafo e naturalista Alffred Russel Wallace e mostrou, no século XIX, a separação de duas zonas zoogeográficas: Ásia e Austrália. Nas ilhas situadas a oeste da linha havia macacos, chimpanzés, lêmures, tigres, ursos, veados e elefantes, enquanto que nas terras influenciadas pela Austrália não havia nenhum desses animais. Por outro lado, na Austrália havia cangurus, gambás e ornitorrincos. A Linha Wallace separa populações tão distintas e que permanecem até os dias atuais completamente separadas, exceto pelos animais que conseguem voar. Em nenhum lugar do mundo há um contraste tão grande de faunas sepa- radas por distâncias tão pequenas (apenas 25 km). Apesar da brilhante constatação, Wallace não pode explicar o que levou a tamanha segregação. Não imaginou e não havia conhecimento na época que indicasse uma influência direta da tectônica de placas. Hoje a fauna é diferente, mas existem fósseis iguais nos dois continentes. Geologia Aplicada à Geografia 164 Figura 6.3: Linha Wallace. A Teoria da Deriva Continental foi a hipótese elaborada por Alfred Wegener no início do século XX para explicar o arranjo e a distribuição das massas continentais atuais. Mais recentemente, na década de 1960, um grupo de cientistas reuniu diversas evidências para tentar explicar como esse processo teria ocorrido, elaborando a Teoria da Tectônica de Placas. A principal evidência apontada por Wegener foi o contorno dos continentes (a costa leste da América do Sul tem uma forma que quase se encaixa na forma da costa oeste da África), o que evidencia que no passado existia apenas uma massa continental (Pangea) que, ao se fragmentar, resultou nos continentes que temos hoje e na formação de algumas ilhas oceânicas (fragmentos deixados durante o deslocamento dos continentes). A Teoria da Tectônica de Placas foi a evolução desse pensamento de Wegener. A diferença é que passou-se a considerar que a crosta terrestre está dividida e se movimenta sobre grandes placas tectônicas. Estas se movimentam impulsionadas pelas forças provenientes do interior da Terra, que Wegener ainda não conhecia. Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 165 Atende aos Objetivos 1 e 2 1. A partir das proposições e dos conceitos apresentados, apresente as evidências que comprovam a Teoria da Deriva Continental e a da Tectônica de Placas. Resposta Comentada São várias as comprovações que podem ser utilizadas nos dias atuais. A primeira delas está relacionada ao formato dos continentes, principalmente América do Sul e África. O litoral leste da América do Sul e o oeste da África se encaixam perfeitamente. A segunda delas diz respeito aos fósseis encontrados nesses dois continentes, que comprovam que um dia foram apenas um. Ainda podemos afirmar que, indiretamente, a Linha Wallace comprova a aproximação de duas placas tectônicas, que carregam consigo faunas que evoluíram de maneira diferente. Geologia Aplicada à Geografia 166 As placas tectônicas As placas litosféricas podem ser classificadas em oceânicas ou continentais e apresentam características bastante distintas. Variam na composição litológica e química, na morfologia, na estrutura, na espessura, idade e dinâmica. A maioria das placas possui porções oceânicas e continentais. Para compreender a movimentação das placas tectônicas, é preciso considerar a íntima ligação entre a astenosfera e a litosfera, porque a primeira é movida se a segunda se mover. Além disso, a litosfera possui uma energia cinética, por conta do fluxo térmico do interior da Terra. O princípio é o de uma célula de convecção. Célula ou corrente de convecção A convecção ocorre no manto. É um movimento lento da rocha que, sob temperatura elevada, apresenta-se como um material plástico-viscoso que, devido à menor densidade, migra para cima se expandindo. Enquanto isso, o material que está ao redor – mais frio e denso – desce, ocupando o lugar deixado pela massa aquecida. A velocidade do movi- mento de convecção é de apenas alguns centímetros por ano. O alto fluxo de calor interno provoca a ascensão do material do manto, porque o aumento da tempera- tura o torna mais denso. Quando o material atinge a superfície, se movimenta lateralmente e o fundo oceânico se afasta, produzindo uma fenda que é ra- pidamente preenchida por novas lavas. Estas, quando solidificadas, formam um novo fundo oceânico, a partir da Dorsal, como você pode observar na figura a seguir. Litosfera é a camada superficial da Terra, que flutua sobre um substrato mais denso, que é a astenosfera, uma camada mais plástica – porque as rochas são mais maleáveis –, que constitui uma zona de baixa velocidade. Ela se comporta como um fluido viscoso, no qual ocorrem deformações na escala do tempo geológico. Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 167 Figura 6.4: Esquema das correntes de convecção responsáveis pela injeção de matéria e espalhamento do fundo oceânico. Fonte: Modificado de Toledo et al. (2000). Figura 6.5: Movimentação das placas tectônicas devido às correntes convectivas. Fonte: Modificado de Toledo et al. (2000). A classificação dos limites das placas tectônicas Podemos classificar três tipos distintos de limites entre as placas tectônicas. a) Limite convergente – nesse tipo de limite ocorre a colisão de placas tectônicas(Figura 6.6). O comportamento e o destino das placas convergentes dependem principalmente do tipo de litosfera de que eles são feitos. Placas muito espessas e pouco densas, tais Geologia Aplicada à Geografia 168 como as placas continentais, apresentam comportamento diferente das placas oceânicas, que são finas e muito densas (vide boxe explicativo sobre a colisão de placas tectônicas). Figura 6.6: Limite convergente de placa continental x oceânica. Fonte: Modificado de http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/converge.html. b) Limite divergente – quase toda a crosta da Terra é formada nos limites divergentes de placas, pois se encontram nas profundezas dos oceanos. Estas são zonas onde duas placas se afastam uma da outra, permitindo que o magma do manto possa subir e se solidificar como uma nova crosta. Podemos dar vários exemplos de limites divergentes de placas. O mais famoso deles é o limite entre a América do Sul e a África, mas ele fica submerso pelo oceano Atlântico. Outro exemplo é o limite entre a África e a Península Arábica (Figura 6.7). Esse limite ativo forma o mar Vermelho, que hoje separa o que já foi unido no passado. Podemos comparar esse mar com o início da formação de um novo oceano. A placa africana está sofrendo um grande processo de fragmentação. O próprio vale do rio Nilo corre em grande parte em um rift. Rift é um vale de grande extensão formado a partir das fraturas decorrentes do movimento distensivo da crosta, ou seja, quando as placas se movem em sentidos opostos. O resultado desse afastamento são as falhas, que podem ter maior ou menor complexidade, mas, em geral, prolongam- se por centenas de quilômetros. http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/converge.html Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 169 Figura 6.7: Processo de separação da África e da Península Arábica, com a formação de um novo oceano. Fonte: Modificado de http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/diverge.html. c) Limite conservativo ou transformante – nesses limites as placas deslizam lateralmente uma em relação à outra e não provocam destruição nem geração de crosta ao longo das fraturas (falhas transformantes). As transformações imprimidas nas placas ficam restritas a zonas de metamorfismo, provocando diversos terremotos, como os que ocorrem na Califórnia, na zona de contato entre a placa norte-americana, a partir da placa do Pacífico, ao longo da Falha de San Andreas (ou Santo André) (Figura 6.8). Figura 6.8: Limite de placa conservativo ou transformante, onde não há destruição de placas. Fonte: Modificado de: http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/ SAtransform244x201.gif http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/SAtransform244x201.gif http://geomaps.wr.usgs.gov/parks/pltec/SAtransform244x201.gif Geologia Aplicada à Geografia 170 A colisão de placas tectônicas A colisão de placas tectônicas pode ser dos seguintes tipos: continental x oceânica; oceânica x oceânica; continental x continental. No primeiro caso, há a colisão de uma placa mais leve com uma mais densa. A mais densa mergulha sob a menos densa. Nesse caso, é gerada uma zona de subducção e de intenso magmatismo, porque a crosta que mergulhou sofre processo de fusão parcial. Também são nesses limites que ocorrem fossas e províncias vulcânicas. A placa menos densa sobe e forma os grandes dobramentos modernos (Andes e Montanhas Rochosas, por exemplo). A placa oceânica permanece sólida até cerca de 100 km de profundidade. A partir dessa profundidade há um aumento brutal na temperatura e na pressão, fazendo com que a placa “derreta” e libere água e gases. Esses fluidos forçam a placa que está acima, gerando uma cadeia de reações químicas que irá fundir o manto acima da placa que submerge. Assim são criadas as condições para que o magma (rocha derretida) faça seu caminho em direção à superfície. Quando esse material consegue chegar à superfície, forma os vulcões, que expelem gás, cinzas e lava. Nessas zonas são gerados também grandes terremotos, que causam muita destruição na superfície. No segundo caso – placa oceânica x placa oceânica –, novamente a densidade é a chave para a nossa resposta. Lembre-se de que as placas oceânicas nascem nas dorsais oceânicas, onde a rocha derretida do manto se eleva, esfria e se solidifica. A rocha recém-criada é menos densa que a rocha criada há Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 171 muito tempo. Ou seja, quanto mais afastada da dorsal oceânica, mais fria e mais densa (mais pesada) fica. Assim, quando duas placas oceânicas colidem, a placa que é mais antiga, portanto mais fria e mais densa, é a que vai afundar. O resto da história é muito parecido com a colisão de placas continentais versus oceânicas, que acabamos de ver. O terceiro tipo de colisão envolve placa continental x placa continental. Já é possível imaginar que as placas são leves o suficiente para não afundar. Logo, somente temos um caminho: em direção ao céu. É assim que as maiores montanhas são formadas, e o melhor exemplo é a Cordilheira do Himalaia. Nesses limites, rochas sólidas são dobradas e falhadas, sendo lançadas umas por cima das outras, fazendo com que a montanha não pare de crescer. Como nasce um oceano? O nascimento de um oceano tem início com a quebra de um continente. A placa litosférica con- tinental é puxada lateralmente por forças divergen- tes. Com o estiramento da crosta continental, ocorre o fraturamento, formando uma depressão no meio do continente. Nessa etapa, as águas começam a inundar as terras continentais, gerando lagos salinos. A ativi- dade vulcânica é intensa, pois o estiramento da crosta continental faz com que o magma se aproxime da superfície. Continuando o processo, há a separação do continente em dois e, entre eles, um oceano que Geologia Aplicada à Geografia 172 está nascendo. A subida de material magmático quente da astenosfera gera uma série de erupções vulcânicas, que formam um denso assoalho oceânico de basalto, denominado crosta oceânica. Esse mate- rial que sobe empurra os dois continentes em direções opostas, ampliando ainda mais o oceano, que atinge um estágio mais avançado. Caso a atividade vulcâni- ca seja muito intensa, pode vir a formar uma cadeia mesoceânica. Um exemplo atual de um oceano em es- tágio de abertura inicial é o Mar Vermelho, que separa a Península Arábica da África Oriental. Um exemplo atual de um oceano maduro é o Oceano Atlântico, que separa a América da África e Europa. Figura 6.9: Esquema do nascimento de um oceano: a) início da fragmentação devido a pressões e fusão parcial da crosta; b) a placa já separada começa a ser empurrada em direções opostas, devido à injeção de magmas básicos; c) o novo oceano começa a se formar, com a injeção de água nos locais mais baixos; d) o oceano formado não pára de crescer. Fonte: Modificado de Toledo et al. (2000). Para saber mais sobre esse tema, consulte o sítio do Projeto Caminhos Geológicos: http://www.caminhos- geologicos.rj.gov.br/sitept/home/ http://www.caminhosgeologicos.rj.gov.br/sitept/home/ http://www.caminhosgeologicos.rj.gov.br/sitept/home/ Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 173 As margens continentais A dança das placas tectônicas (fragmentação e aglutinação) deixa evidências geológicas nas margens dos continentes atuais, que podem ser ativas ou passivas. As margens continentais ativas estão situadas nos limites das placas convergentes, local de ocorrência de zonas de subducção e falhas transformantes. Nas margens ativas, se desenvolvem as mais importantes atividades tectônicas, formando as cordilheiras. Esse processo recebe o nome de orogênese (tema da Aula 9). Como exemplo, podemos apontar a costado Pacífico na América do Sul, porque a cadeia andina está em constante desenvolvimento. As margens continentais passivas são aquelas que se desenvolveram durante o processo de formação das bacias oceânicas, que ocorre mediante a fragmentação dos continentes. Na Geologia esse processo é chamado de rifteamento, palavra derivada do termo em inglês rift valley. Zona de subducção é o local de convergência das placas tectônicas onde uma das placas desliza para baixo da outra. Esse movimento descendente provoca a fusão parcial do manto subjacente e induz à ocorrência de vulcanismos. As maiores zonas de subducção encontram- se no oceano Pacífico (costa oeste da América do Sul e da América do Norte). Atende ao Objetivo 2 2. A origem dos oceanos está associada à fragmentação das placas continentais. Tomando- se como exemplo a continuidade da fragmentação da placa africana, identifique o tipo de limite existente entre essas novas placas tectônicas que irão se formar e explique sua resposta. a. ( ) Convergente b. ( ) Divergente c. ( ) Conservativo Geologia Aplicada à Geografia 174 Resposta Comentada O tipo de limite de Placa Tectônica Convergente ocorre quando as placas tectônicas colidem. No tipo de limite conservativo, as placas tectônicas se movem em direções opostas, mas sem colidirem. As placas tectônicas que se fragmentam geram um limite divergente, como o que ocorreu entre as placas da América do Sul e a da África, entre a Placa Arábica e a Placa de Núbia. Assim, caso a Placa Africana continue a se separar, os blocos fraturados tenderão a se afastar, gerando um limite divergente. A tectônica de placas e o metamorfismo Já estudamos o fenômeno do metamorfismo na Aula 3. Mas, a partir de agora, vamos explicar com mais detalhes os processos que resultam no metamorfismo de rochas. Existem diferentes tipos de metamorfismo (metamorfismo regional, metamorfismo de contato, metamorfismo de soterramento, metamorfismo hidrotermal, metamorfismo de fundo oceânico e metamorfismo de impacto). No entanto, se for levada em consideração a tectônica global, veremos que o metamorfismo é formado em três ambientes distintos dos limites das placas convergentes: nas zonas de subducção, nas zonas de colisão e no fundo oceânico. Metamorfismo regional Nas zonas de colisão de placas tectônicas (oceânica x continental; oceânica x oceânica; ou continental x continental), o metamorfismo é do tipo regional, ou seja, atinge grandes dimensões da superfície do planeta (Figura 6.10). Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 175 Quando ocorre a colisão de placas oceânicas com placas continentais, ocorre a subducção da placa oceânica – mais densa – e o soerguimento da placa continental – mais leve. As transformações nas rochas ocorrem ao longo das cordilheiras, como exemplificado nos Andes e nas montanhas Rochosas. O metamorfismo gerado nesses ambientes ocorre a partir da combinação de aumento de temperatura e pressão durante milhões de anos. Figura 6.10: Metamorfismo regional com diferentes intensidades de metamorfismo. Na superfície são produzidas rochas de baixo grau, tais como ardósias e filitos, e no interior são produzidas rochas de alto grau, tais como gnaisses e migmatitos. Fonte: Modificado de Teixeira et al, 2009. Metamorfismo de contato O metamorfismo de contato ou termal ocorre em rochas encaixantes ao redor de corpos ígneos intrusivos, formando auréolas de metamorfismo (Figura 6.11). As transformações nas rochas pré-existentes decorrem do aumento de calor e pressão emanados do corpo ígneo. A extensão do metamorfismo depende diretamente da intensidade do calor emanado. O grau de metamorfismo é maior junto à fonte de calor e diminui à medida que se afasta do corpo intrusivo. Rocha encaixante Refere-se a uma rocha mais antiga em relação a um corpo de rochas mais recente, que a penetrou (intrudiu). Uma rocha encaixante sempre tem idade superior à rocha que a penetrou. Geologia Aplicada à Geografia 176 Figura 6.11: Metamorfismo de contato ou termal. A intensidade do metamorfismo é maior junto ao corpo ígneo. Fonte: Modificado de Teixeira et al., 2009. Metamorfismo de soterramento Esse tipo de metamorfismo não está mais relacionado à tectônica e ocorre durante a subsidência de bacias sedimentares e em locais onde a crosta está se tornando mais fina. Com o empilhamento de sucessivas camadas de sedimentos, há aumento de calor e pressão, e aquelas camadas situadas na base podem se deformar e se metamorfizar (Figura 6.12). Nesse caso, o grau de metamorfismo não é elevado e, normalmente, está associado à foliação das micas, que se orientam em função do peso das camadas superiores. Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 177 Figura 6.12: Metamorfismo de soterramento. Fonte: Modificado de Teixeira et al., 2009. Metamorfismo cataclástico O metamorfismo cataclástico ou dinâmico ocorre ao longo de zonas de falhamento ou cisalhamento (Figura 6.13). Esse tipo de metamorfismo provoca poucas transformações texturais e estruturais e minerais mais frequentemente fragmentados, fraturados ou pulverizados. Figura 6.13: Metamorfismo cataclástico ou dinâmico. Fonte: Modificado de Teixeira et al., 2009. Geologia Aplicada à Geografia 178 Metamorfismo hidrotermal O metamorfismo hidrotermal ocorre a partir da percolação da água nas fraturas e espaços intergrãos das rochas. Processa-se através de trocas iônicas entre a água quente, com temperaturas entre 100°C e 370°C, e as paredes das fraturas. Metamorfismo de fundo oceânico O metamorfismo de fundo oceânico ocorre junto às dorsais meso-oceânicas, a partir das interações entre a água fria e a crosta recém-formada e aquecida. É um tipo específico de metamorfismo hidrotermal, pois envolve a troca iônica entre a água que se aquece e os minerais das rochas formadas recentemente. Metamorfismo de impacto Finalmente, o metamorfismo de impacto ocorre ao redor das crateras resultantes do impacto de meteoritos. As ondas de choque se dissipam, gerando auréolas de metamorfismo, em função da fragmentação das rochas e do excessivo calor que pode chegar a 5.000°C. De acordo com a variação de pressão e temperatura, o metamorfismo pode ser de alto, médio ou baixo grau. Um metamorfismo de alto grau implica em fortes alterações nas características do protolito, podendo quase gerar uma nova rocha magmática. O grau baixo ocorre quando as condições de temperatura e pressão não são muito elevadas. O grau médio de metamorfismo é uma condição intermediária entre o alto e o baixo grau. Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 179 Atende ao Objetivo 3 3. A palavra metamorfismo nos faz remeter à metamorfose, que significa transformação, mudança de forma. Dentre os tipos de metamorfismo, dois atuaram na região Sudeste do Brasil. O primeiro tem idade de mais de 200 milhões de anos, e o segundo fenômeno de metamorfismo ocorreu há, aproximadamente, 70 milhões de anos, quando promoveu a formação da Serra do Mar. Quais os tipos de metamorfismo que ocorreram em cada um desses eventos? Resposta Comentada O primeiro evento ocorreu com a colisão das placas da América do Sul e da África, quando formaram o megacontinente Gondwana. O tipo de metamorfismo gerado nesse evento foi o regional, que ocorre em zonas de colisão de placas. O segundo evento ocorreu após a separação desses dois continentes. As fraturas na crosta geraram zonas de fraqueza, o que permitiu que corpos magmáticos começassem a subir. Esses corpos magmáticos muito aquecidos deformam as rochas encaixantes, que passam a ter seus minerais reorganizados. O tipo de metamorfismo gerado nesse evento foi o metamorfismo de contato. GeologiaAplicada à Geografia 180 CONCLUsÃO Ao nos depararmos com informações de que nos afastamos da África um pouco mais a cada ano, e que a Austrália está em processo contínuo de aproximação da Ásia, não imaginamos como isso pode ocorrer. No entanto, as evidências de que isso está ocorrendo são as mais diversas, e a cada dia os cientistas acrescentam uma nova peça ao grande quebra-cabeça que é a explicação do mosaico de placas tectônicas. Podemos concluir que, da mesma forma como as placas já estiveram unidas no passado, elas voltarão a se unir em um futuro geológico muito distante. Não sabemos como isso ocorrerá, mas, ao observarmos a disposição dos atuais continentes, podemos afirmar que a África se fragmentará em vários pedaços e um deles se unirá à Europa, fechando o mar Mediterrâneo. Atividade Final Atende aos Objetivos 1, 2 e 3 As margens continentais podem ser classificadas de acordo com a tectônica global e, em escala de detalhe, segundo as oscilações de marés, os regimes de ondas etc. Isso explica a ocorrência de terremotos em muitos países. Considerando a tectônica global, como pode ser classificado o litoral do Brasil? Por que não ocorrem terremotos de grande magnitude no Brasil? Explique sua resposta. Aula 6 – A dinâmica interna do planeta Terra: placas tectônicas, atividades magmáticas e metamorfismo 181 Resposta Comentada O Brasil está localizado na porção central da Placa Sul-americana. O nosso litoral é banhado pelo oceano Atlântico, e portanto, em zona de distensão da placa. Assim, nosso litoral é classificado como de margem passiva, pois não apresenta colisão de placas e, por consequência, também não ocorrem terremotos, como na costa oeste da América do Sul (oceano Pacífico). ResUMO Nesta aula falamos sobre tectônica de placas e deriva continental. A Geologia teve um grande avanço com a confirmação do deslocamento das placas tectônicas. Hoje são conhecidas dez grandes placas e algumas placas menores. O deslocamento dessas placas influencia diretamente toda a vida do planeta, na maioria das vezes afastando, ora aproximando faunas diversas. As zonas de contato de placas produzem algumas transformações nas rochas, produzindo um novo grupo de rochas, denominado de metamórficas. Existem alguns tipos de metamorfismo que somente ocorrem nas zonas de colisão de placas. Todos os grandes dobramentos modernos são produzidos nas zonas de colisão. Informação sobre a próxima aula Na próxima aula, falaremos sobre vulcanismo e terremotos. Esses eventos estão intimamente ligados à tectônica de placas, que você acabou de ver. Falaremos sobre os diversos tipos de vulcanismo, os tipos de terremotos e sobre essa atividade no Brasil e no mundo.